JP7070258B2 - Crane and crane control method - Google Patents
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Description
本発明は、クレーン及びクレーンの制御方法に関する。 The present invention relates to a crane and a crane control method.
油圧モーターによってウインチを駆動するクレーンでは、巻き下げ時に吊り荷の重量によってウインチの速度(吊り荷の降下速度)が大きくなり過ぎないよう、作動油の流路に巻き下げ方向の作動油の流量を制限するカウンターバランス弁を設けた構成が広く採用されている(例えば特開2001-10785号公報)。 In a crane that drives a winch with a hydraulic motor, the flow rate of the hydraulic oil in the winding direction is applied to the flow path of the hydraulic oil so that the speed of the winch (descent speed of the suspended load) does not become too large due to the weight of the suspended load during unwinding. A configuration provided with a limiting counterbalance valve is widely adopted (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-10785).
カウンターバランス弁は、巻き下げ時に油圧モーターに供給される作動油の一次側圧力がある程度大きくなることで流路が開放され、油圧モーターから作動油を二次側に排出することが可能となるよう構成される。油圧モーターには、オペレーターが操作する操作レバーの角度に応じて開度が定められる制御弁を介して作動油が供給される。このため、オペレーターは、操作レバーを操作することで油圧モーターに供給される作動油の圧力を調節することによりカウンターバランス弁の開度を調節して巻き下げ時のウインチの速度を調整することができる。 The counterbalance valve opens the flow path when the primary side pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor increases to some extent during unwinding, so that the hydraulic oil can be discharged from the hydraulic motor to the secondary side. It is composed. Hydraulic oil is supplied to the hydraulic motor via a control valve whose opening degree is determined according to the angle of the operating lever operated by the operator. Therefore, the operator can adjust the opening degree of the counterbalance valve by adjusting the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor by operating the operation lever to adjust the speed of the winch at the time of winding down. can.
近年、例えば建築期間の短縮等のためにクレーンの吊り荷の最大重量が大きくなってきている。吊り荷の重量が大きくなると、操作レバーの操作が一定である場合の巻き上げ速度と巻き下げ速度との差が大きくなるので、ウインチの操作性が不十分となることがある。 In recent years, for example, the maximum weight of a suspended load of a crane has been increasing due to shortening of the construction period. When the weight of the suspended load becomes large, the difference between the winding speed and the winding speed when the operation of the operating lever is constant becomes large, so that the operability of the winch may be insufficient.
また、このような操作性の低下により、吊り荷の重量が大きいときにはオペレーターが操作レバーにより巻き下げ速度を適切に調節することができず、過度に巻き下げ速度が大きくなってカウンターバランス弁を通過する作動油の流量増加に伴う発熱量が一時的に上昇する場合がある。カウンターバランス弁における発熱の増大は、作動油の温度上昇を招くため、作動油を冷却するためのファンの風量が増大し、騒音の発生やエネルギー消費量の増大といった不都合を招来する。また、オイルクーラーの容量を大きくして作動油の発熱に対応しようとすると、装置コストが増大するだけでなく、オイルクーラーの大型化によりレイアウトが容易でなくなるという不都合も生じる。 In addition, due to such a decrease in operability, when the weight of the suspended load is heavy, the operator cannot properly adjust the winding speed by the operation lever, and the winding speed becomes excessively high and passes through the counterbalance valve. The calorific value may temporarily increase as the flow rate of the hydraulic oil increases. The increase in heat generation in the counterbalance valve causes the temperature of the hydraulic oil to rise, so that the air volume of the fan for cooling the hydraulic oil increases, which causes inconveniences such as noise generation and an increase in energy consumption. Further, if the capacity of the oil cooler is increased to cope with the heat generation of the hydraulic oil, not only the equipment cost increases but also the layout becomes difficult due to the increase in size of the oil cooler.
上記不都合に鑑みて、本発明は、吊り荷の重量が大きい場合の操作性の低下を抑制することができるクレーン及びクレーンの制御方法を提供することを課題とする。 In view of the above inconvenience, it is an object of the present invention to provide a crane and a crane control method capable of suppressing a decrease in operability when the weight of a suspended load is large.
上記課題を解決するためになされた本発明に係るクレーンは、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油によって動作し、ウインチを駆動する油圧モーターと、この油圧モーターに作動油を供給及び排出する流路に設けられるカウンターバランス弁と、上記油圧モーターに作動油を供給及び排出する流路に設けられ、オペレーターの操作量に応じて開度が変更される制御弁とを有するウインチ駆動系を備えるクレーンであって、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に応じて巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を調節する制御機構を備えることを特徴とする。 The crane according to the present invention made to solve the above problems includes an engine, a hydraulic pump driven by the engine, a hydraulic motor operated by the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump, and a winch. It is provided in the counterbalance valve provided in the flow path for supplying and discharging the hydraulic oil to the hydraulic motor and in the flow path for supplying and discharging the hydraulic oil to the hydraulic motor, and the opening degree is changed according to the operation amount of the operator. A crane equipped with a winch drive system having a control valve, and provided with a control mechanism for adjusting the output of the winch drive system at the time of winding according to the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of winding. It is characterized by.
当該クレーンは、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に応じて巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を調節する制御機構を備えることによって、吊り荷の重量が大きいときにカウンターバランス弁を通過する作動油の流量が増大することを抑制できる。つまり、当該クレーンは、吊り荷の重量が大きい程巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度が小さくなることから、この巻き上げ時の操作量に対するウインチの速度に基づいて巻き下げ時のウインチ駆動系の出力を調節することによって、上記ウインチの巻き下げ時の速度が巻き上げ時の速度に比べて大きく上昇することを防止して、操作性の低下を抑制することができる。また、当該クレーンは、カウンターバランス弁における作動油の流速の増大が抑制されることによって発熱が低減されるので、冷却ファンの騒音及びエネルギー消費を低減することができる。 The crane is equipped with a control mechanism that adjusts the output of the winch drive system at the time of unwinding according to the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of hoisting, so that the crane is counterbalanced when the weight of the suspended load is heavy. It is possible to suppress an increase in the flow rate of the hydraulic oil passing through the valve. That is, in the crane, the heavier the weight of the suspended load, the smaller the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of hoisting. By adjusting the output of the drive system, it is possible to prevent the speed at the time of winding down the winch from increasing significantly compared to the speed at the time of winding up, and to suppress a decrease in operability. Further, in the crane, heat generation is reduced by suppressing an increase in the flow velocity of the hydraulic oil in the counterbalance valve, so that the noise and energy consumption of the cooling fan can be reduced.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に基づいて、上記オペレーターの操作量が一定である場合に想定される上記ウインチの巻き上げ時の速度と巻き下げ時の速度との差が所定の範囲内になるように上記ウインチ駆動系の出力を調節してもよい。このように、上記制御機構が、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に基づいて、上記オペレーターの操作量が一定である場合に想定される上記ウインチの巻き上げ時の速度と巻き下げ時の速度との差が所定の範囲内になるように上記ウインチ駆動系の出力を調節することによって、オペレーターが巻き上げ時と巻き下げ時とで操作量を大きく異ならせることなく、略同じ感覚で操作することができる。 In the crane, the control mechanism is based on the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of hoisting, and the speed at the time of hoisting and the winding of the winch assumed when the operation amount of the operator is constant. The output of the winch drive system may be adjusted so that the difference from the speed of time is within a predetermined range. As described above, the control mechanism is based on the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of winding, and the speed at the time of winding and the winding of the winch assumed when the operation amount of the operator is constant. By adjusting the output of the winch drive system so that the difference from the speed at the time is within a predetermined range, the operator does not make a big difference in the operation amount between winding and unwinding, and it feels almost the same. Can be operated.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度が小さい程巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を小さくしてもよい。このように、上記制御機構が、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度が小さい程巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を小さくすることによって、吊り荷の重量が大きい程巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を小さくし、ウインチの巻き上げ時の速度と巻き下げ時の速度との差を小さくすることで操作性を向上することができる。 In the crane, the control mechanism may reduce the output of the winch drive system at the time of winding so that the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of winding is smaller. In this way, the control mechanism reduces the output of the winch drive system during winding as the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator during winding decreases, so that the weight of the suspended load is increased. Operability can be improved by reducing the output of the winch drive system at the time and reducing the difference between the speed at which the winch is wound and the speed at which the winch is unwound.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が上記エンジンの回転数を調節してもよい。このように、上記制御機構が上記エンジンの回転数を調節することによって、吊り荷の重量が大きい場合に巻き下げ時にカウンターバランス弁を通過する作動油の流速の増大及びこれに伴う作動油の温度上昇を抑制できるとともに、エンジンの燃料消費を効果的に抑制することができる。 In the crane, the control mechanism may adjust the engine speed. In this way, by adjusting the rotation speed of the engine by the control mechanism, when the weight of the suspended load is heavy, the flow velocity of the hydraulic oil passing through the counterbalance valve at the time of unwinding is increased, and the temperature of the hydraulic oil is increased accordingly. The rise can be suppressed and the fuel consumption of the engine can be effectively suppressed.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が上記油圧ポンプの容量を調節してもよい。このように、上記制御機構が上記油圧ポンプの容量を調節することによって、油圧モーターに供給される作動油の圧力を変更して、吊り荷の重量が大きいときのカウンターバランス弁を通過する作動油の流量の増大を容易且つ確実に抑制することができる。 In the crane, the control mechanism may adjust the capacity of the hydraulic pump. In this way, the control mechanism adjusts the capacity of the hydraulic pump to change the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor, and the hydraulic oil passes through the counterbalance valve when the weight of the suspended load is heavy. The increase in the hydraulic pressure can be easily and surely suppressed.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が油圧モーターの容量を調節してもよい。このように、上記制御機構が油圧モーターの容量を調節することによって、吊り荷の重量により油圧モーターから吐出される作動油の量を変更して、吊り荷の重量が大きいときのカウンターバランス弁を通過する作動油の流量の増大を容易且つ確実に抑制することができる。 In the crane, the control mechanism may adjust the capacity of the hydraulic motor. In this way, the control mechanism adjusts the capacity of the hydraulic motor to change the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic motor according to the weight of the suspended load, so that the counterbalance valve can be used when the weight of the suspended load is large. It is possible to easily and surely suppress an increase in the flow rate of the hydraulic oil passing through.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が上記オペレーターの操作量と上記制御弁の開度との対応関係を調節してもよい。このように、上記制御機構が上記オペレーターの操作量と上記制御弁の開度との対応関係を調節することによって、制御弁による1次側圧力の調整の程度を吊り荷の重量に合わせて最適化し、吊り荷の重量が大きいときのカウンターバランス弁を通過する作動油の流量の増大を容易且つ確実に抑制することができる。 In the crane, the control mechanism may adjust the correspondence between the operation amount of the operator and the opening degree of the control valve. In this way, the control mechanism adjusts the correspondence between the operation amount of the operator and the opening degree of the control valve, so that the degree of adjustment of the primary pressure by the control valve is optimized according to the weight of the suspended load. Therefore, it is possible to easily and surely suppress an increase in the flow rate of hydraulic oil passing through the counterbalance valve when the weight of the suspended load is large.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が上記油圧モーターに供給される作動油の圧力及び流量に基づいて上記ウインチの速度を判断してもよい。このように、上記制御機構が上記油圧モーターに供給される作動油の圧力及び流量に基づいて上記ウインチの速度を判断することによって、ウインチの速度が低い場合にも比較的正確に速度を把握することができる。 In the crane, the control mechanism may determine the speed of the winch based on the pressure and flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor. In this way, the control mechanism determines the speed of the winch based on the pressure and the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor, so that the speed can be grasped relatively accurately even when the speed of the winch is low. be able to.
当該クレーンにおいて、上記制御機構が上記オペレーターの操作量が小さいときには上記ウインチ駆動系の出力を調節しなくてもよい。このように、上記制御機構が上記オペレーターの操作量が小さいときには上記ウインチ駆動系の出力を調節しないことによって、オペレーターが吊り荷の重量が大きいときに操作量を十分に小さくした場合に上記制御機構が重畳して上記ウインチ駆動系の出力を抑制することで吊り下げ速度が過度に低下することを防止できる。 In the crane, the control mechanism does not have to adjust the output of the winch drive system when the operation amount of the operator is small. As described above, the control mechanism does not adjust the output of the winch drive system when the operation amount of the operator is small, so that the operation amount is sufficiently reduced when the operator has a large weight of the suspended load. By superimposing and suppressing the output of the winch drive system, it is possible to prevent the suspension speed from being excessively lowered.
本発明に係るクレーンの制御方法は、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油によって動作し、ウインチを駆動する油圧モーターと、この油圧モーターに作動油を供給及び排出する流路に設けられるカウンターバランス弁と、上記油圧モーターに作動油を供給及び排出する流路に設けられ、オペレーターの操作量に応じて開度が変更される制御弁とを有するウインチ駆動系を備えるクレーンの制御方法であって、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に応じて巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を調節することを特徴とする。 The method for controlling a crane according to the present invention is an engine, a hydraulic pump driven by the engine, a hydraulic motor operated by the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to drive a winch, and hydraulic oil for the hydraulic motor. It has a counterbalance valve provided in the flow path for supplying and discharging hydraulic oil, and a control valve provided in the flow path for supplying and discharging hydraulic oil to the hydraulic motor and whose opening degree is changed according to the operation amount of the operator. It is a control method of a crane provided with a winch drive system, and is characterized in that the output of the winch drive system at the time of winding is adjusted according to the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of winding.
当該クレーンの制御方法は、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に応じて巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を調節することよって、吊り荷の重量が大きいときのカウンターバランス弁を通過する作動油の流量の増大を抑制し、操作性の低下を抑制することができる。 The control method of the crane is a counterbalance valve when the weight of the suspended load is heavy by adjusting the output of the winch drive system at the time of winding according to the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of winding. It is possible to suppress an increase in the flow rate of the hydraulic oil passing through the water and suppress a decrease in operability.
上述のように、本発明に係るクレーン及びクレーンの制御方法は、吊り荷の重量が大きいときのカウンターバランス弁を通過する作動油の流量の増大を抑制することができる。 As described above, the crane and the crane control method according to the present invention can suppress an increase in the flow rate of hydraulic oil passing through the counterbalance valve when the weight of the suspended load is large.
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[第一実施形態]
本発明の一実施形態に係るクレーンは、図1に示すように、ウインチWを駆動するウインチ駆動系1と、ウインチ駆動系1の出力を制御する制御機構2とを備える。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the crane according to the embodiment of the present invention includes a
ウインチ駆動系1は、エンジン11と、このエンジン11によって駆動される油圧ポンプ12と、この油圧ポンプ12から供給される作動油によって動作し、ウインチWを駆動する油圧モーター13と、この油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられるカウンターバランス弁14と、油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられる制御弁15とを有する。
The
制御機構2は、オペレーターが制御弁15の開度を調節するために操作する操作レバー16と、巻き上げ時のオペレーターによる操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて巻き下げ時のウインチ駆動系1の出力を調節するコントローラー17とを有する。
The
コントローラー17が行う制御は、本発明のクレーンの制御方法の一実施形態である。つまり、本実施形態に係るクレーンの制御方法は、巻き上げ時のオペレーターによる操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて巻き下げ時のウインチ駆動系1の出力を調節する方法である。
The control performed by the
<エンジン>
エンジン11は、例えばディーゼルエンジン、ガソリンエンジン(オットーサイクルエンジン)等の燃料の燃焼により発生する熱エネルギーをクランクシャフトの回転エネルギーに変換する公知の内燃機関を用いることができる。このエンジン11は、外部から設定される回転数で運転されるよう自律制御される。
<Engine>
As the
<油圧ポンプ>
油圧ポンプ12は、エンジン11によって駆動され、作動油を加圧して送出するポンプである。この油圧ポンプ12としては、例えばピストンポンプ、ベーンポンプ、ギヤポンプ、スクリューポンプ等を用いることができ、中でも斜板式アキシャルピストンポンプが好適に用いられる。
<Hydraulic pump>
The
<油圧モーター>
油圧モーター13は、油圧ポンプ12から供給される作動油によって駆動されてウインチWを回転駆動する。この油圧モーター13としては、例えばプランジャーモーター、ギアモーター、ベーンモーター等を用いることができ、中でも斜板式アキシャルプラジャーモーターが好適に用いられる。なお、図において、巻き上げ時には油圧モーター13を上から下に作動油が通過し、巻き下げ時には油圧モーター13を下から上に作動油が通過する。
<Hydraulic motor>
The
<カウンターバランス弁>
カウンターバランス弁14は、油圧ポンプ12の巻き下げ時の作動油の排出流路(2次側流路)に背圧を付与し、吊り荷がその重量によりウインチWからロープを引き出して高速に下降することを防止するために設けられる。具体的には、カウンターバランス弁14は、流路を開閉するスプールをばねで付勢し、作動油の排出流路及び供給流路の圧力によってスプールを移動させて流路を開くことができるよう構成され、吊り荷の重量だけでは流路を開かず、供給流路(1次側流路)の圧力が上昇した場合に流路を開くようばねの付勢力が設定される。
<Counter balance valve>
The
<制御弁>
制御弁15としては、油圧ポンプ12への作動油の供給方向を選択できるとともに、流路の開放状態と閉鎖状態とを短時間に交互に切り換え、開放状態となる時間の比率を調節することができる公知の比例制御弁を用いることができる。比例制御弁は、例えば入力される信号の電流値に比例する開度となるもの、つまり作動油の流路を開放する時間の割合が入力信号に比例するものとされ得る。
<Control valve>
As the
<操作レバー>
操作レバー16は、オペレーターによる操作量、例えばその傾斜角度及び傾斜方向を信号として出力し、制御弁15に入力する。
<Operating lever>
The operation lever 16 outputs an operation amount by the operator, for example, its inclination angle and inclination direction as a signal, and inputs it to the
<コントローラー>
コントローラー17は、操作レバー16の出力信号に応じて制御弁15にその開度を指定する信号を入力するとともに、エンジン11の回転数の設定値を変更できるよう構成される。このコントローラー17は、巻き上げ時のウインチWの速度と操作レバー16の操作量とに基づいて、巻き下げ時のエンジン11の回転数の設定値を変更する。
<Controller>
The
コントローラー17は、操作レバー16の出力信号に応じて制御弁15にその開度を指定する信号を入力するとともに、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて巻き下げ時のエンジン11の回転数を調節するよう構成される。具体的には、コントローラー17は、巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度が小さい程、巻き下げ時のウインチ駆動系1の出力が小さくなるようエンジン11の回転数の設定値を調節する。
The
巻き上げ時のウインチWの速度は、操作レバー16の操作量が大きい程、また吊り荷の重量が小さい程大きくなる。このため、操作レバー16の操作量に対する巻き上げ時のウインチWの速度の大きさは、吊り荷の重量を表す指標と考えることができる。 The speed of the winch W at the time of winding increases as the operation amount of the operation lever 16 increases and the weight of the suspended load decreases. Therefore, the magnitude of the speed of the winch W at the time of winding with respect to the operation amount of the operation lever 16 can be considered as an index representing the weight of the suspended load.
また、操作レバー16の操作量を一定とすると、巻き下げ時の速度は、吊り荷の重量によって巻き上げ時よりも大きくなる。このとき、吊り荷の重量が大きいほど、巻き上げ時の速度に対する巻き下げ時の速度低下が大きくなる。このため、巻き上げ時のウインチWの速度が相対的に小さく、吊り荷の重量が大きいと考えられる場合には、巻き下げ時にエンジン11の回転数を低い値に設定して、油圧ポンプ12から油圧モーター13に供給される作動油の圧力を抑制することで、ウインチWの巻き下げ速度が大きくなり過ぎることを防止することができる。
Further, assuming that the operation amount of the operation lever 16 is constant, the speed at the time of winding becomes higher than that at the time of winding due to the weight of the suspended load. At this time, the heavier the weight of the suspended load, the greater the decrease in the speed at the time of winding with respect to the speed at the time of winding. Therefore, if it is considered that the speed of the winch W at the time of winding is relatively low and the weight of the suspended load is large, the rotation speed of the
このように、ウインチWの巻き下げ速度が大きくなり過ぎることを防止することによって、カウンターバランス弁14における作動油の時間当たりの発熱量が一時的に増大することが防止される。これにより、作動油の冷却機構に一時的に過大な負荷が加わることを防止して、作動油を冷却するためのファンによる騒音やエネルギー消費量を抑制すると共に、作動油の温度を安定的に制御することができる。また、コントローラー17がエンジン11の回転数を低く設定することにより、エンジン11における燃料消費量も抑制することができる。
In this way, by preventing the winding speed of the winch W from becoming too high, it is possible to prevent the calorific value of the hydraulic oil in the
図2に、コントローラー17を備える制御機構2によるエンジン11の回転数制御に関する手順を示す。コントローラー17は、操作レバー16の操作方向及び操作量を監視する。巻き上げ時であるか、巻き下げ時であるかは、操作レバー16の操作方向によって判定することができる。
FIG. 2 shows a procedure for controlling the rotation speed of the
コントローラー17は、巻き上げ時には、ウインチWの回転速度を確認する。ウインチWの速度は、油圧モーター13に作動油を供給する流路に設けられる圧力センサー18及び流量センサー19の検出値に基づいて、つまり、油圧モーター13に供給される作動油の圧力及び流量に基づいて判定される。圧力センサー18及び流量センサー19としては、検出信号を出力できる公知のセンサーを用いることができる。
The
ウインチWの速度は、油圧モーター13の性能曲線に基づいて作動油の圧力及び流量から油圧モーター13の回転速度を導出することによって比較的正確に求めることができる。また、コントローラー17は、油圧モーター13の性能曲線を簡略化したテーブルを記憶しておき、ウインチWの速度を複数の速度範囲のいずれかに属するものとして段階的に認識してもよい。
The speed of the winch W can be determined relatively accurately by deriving the rotational speed of the
巻き上げ時のウインチWの速度は、操作レバー16を一定量以上巻き上げ方向に操作しているときに測定することが好ましく、操作レバー16を一定量以上巻き上げ方向に操作した状態を一定時間以上継続した場合(実質的に最大操作量を一定時間以上保持した場合)にのみ算出することがより好ましい。 The speed of the winch W at the time of winding is preferably measured when the operating lever 16 is operated in the winding direction by a certain amount or more, and the state in which the operating lever 16 is operated in the winding direction by a certain amount or more is continued for a certain period of time or more. It is more preferable to calculate only in the case (when the maximum operation amount is substantially held for a certain period of time or longer).
そして、コントローラー17は、この操作時間内における操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度を算出する。具体的には、コントローラー17は、操作レバー16の操作量にウインチWの速度が比例するものとしてその比例定数等を算出するよう構成することができる。また、操作レバー16の操作量が実質的に最大量であるときにだけウインチWの速度を測定する場合、ウインチWの速度を単純に時間平均した値を算出してもよい。
Then, the
この巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度は、操作レバー16が巻き下げ方向に操作された場合のエンジン11の回転数の決定のために参照される。具体的には、コントローラー17は、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度と巻き下げ時のエンジン11の適切な回転数との対応関係を表す参照テーブルを記憶しておき、この参照テーブルを用いて巻き下げ時のエンジン11の回転数を決定するよう構成することができる。
The speed of the winch W with respect to the operation amount of the operation lever 16 at the time of winding is referred to for determining the rotation speed of the
コントローラー17は、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に基づいて決定したエンジン11の回転数を記憶し、操作レバー16が巻き下げ方向に操作されたときに参照する。また、コントローラー17は、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度を記憶しておき、操作レバー16が巻き下げ方向に操作されたときに記憶している巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に基づいてエンジン11の回転数を決定してもよい。
The
この巻き上げ時のウインチWの速度又はエンジン11の回転数は、次に操作レバー16が巻き上げ方向に一定量以上且つ一定時間以上操作されるまで記憶され、操作レバー16が巻き下げ方向に操作された場合のエンジン11の回転数の設定のために参照され得る。これにより、吊り荷を位置決めするために巻き上げ及び巻き下げを繰り返した場合に無用に操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度が変化して操作性を低下させることを防止できる。また、例えば一定時間以上操作レバー16が操作されなかった場合、ウインチWのブレーキが使用された場合等に、記憶されている巻き上げ時の速度をリセットするようにしてもよい。
The speed of the winch W or the rotation speed of the
コントローラー17は、オペレーターによる操作レバー16の操作量が一定である場合にウインチWの巻き下げ時の速度と巻き上げ時の速度とが略等しくなるようエンジン11の回転数を低下させてもよいが、ウインチWの巻き下げ時の速度の巻き上げ時の速度に対する増大率をある程度抑制することができれば、十分な操作性向上効果及び作動油発熱防止効果が得られる。このため、コントローラー17は、オペレーターによる操作レバー16の操作量が一定である場合にウインチWの巻き下げ時の速度と巻き上げ時の速度との差が所定の範囲内になるように、エンジン11の回転数を制御することが好ましい。
The
[第二実施形態]
本発明の別の実施形態に係るクレーンは、図3に示すように、ウインチWを駆動するウインチ駆動系1aと、ウインチ駆動系1aの出力を制御する制御機構2aとを備える。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 3, the crane according to another embodiment of the present invention includes a winch drive system 1a for driving the winch W and a
ウインチ駆動系1aは、エンジン11と、このエンジン11によって駆動される油圧ポンプ12aと、この油圧ポンプ12aから供給される作動油によって動作し、ウインチWを駆動する油圧モーター13と、この油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられるカウンターバランス弁14と、油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられる制御弁15とを有する。
The winch drive system 1a is operated by the
制御機構2aは、オペレーターが操作する操作レバー16と、巻き上げ時のオペレーターによる操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて油圧ポンプ12aの容量を調節するコントローラー17aとを有する。ウインチWの速度を確認するため、油圧モーター13に作動油を供給する流路には、圧力センサー18及び流量センサー19が設けられる。
The
図3のクレーンにおいて、エンジン11、油圧モーター13、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19は、図1のクレーンにおけるエンジン11、油圧モーター13、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19と同様である。このため、図3のクレーンについて、図1のクレーンと同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
In the crane of FIG. 3, the
<油圧ポンプ>
油圧ポンプ12aは、容量が可変である。この油圧ポンプ12aとしては、例えば斜板式アキシャルピストン型可変容量ポンプ等を挙げることができる。斜板式アキシャルピストン型可変容量ポンプでは、斜板の傾転角度を変更することにより、ピストンのストロークが変化して容量(入力回転数当たりの作動油吐出量)が増減する。
<Hydraulic pump>
The
油圧ポンプ12aは、容量を変更するためのアクチュエーターを有し、外部信号によってアクチュエーターのポジションを指定して容量を設定することができる構成であることが好ましい。
It is preferable that the
<コントローラー>
コントローラー17aは、操作レバー16の出力信号に応じて制御弁15にその開度を指定する信号を入力するとともに、巻き上げ時のウインチWの速度と操作レバー16の操作量とに基づいて巻き下げ時の油圧ポンプ12aの容量を変更するよう構成される。詳しくは、コントローラー17aは、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度が小さい程、巻き下げ時の油圧ポンプ12aの容量を小さくする。
<Controller>
The
具体的には、コントローラー17aは、予め定められる参照テーブルを参照して、巻き上げ時のウインチWの速度に応じた油圧ポンプ12aの容量を選択し、油圧ポンプ12aの容量調節用アクチュエーターのポジションを指定する信号を出力するよう構成することができる。
Specifically, the
このように、油圧ポンプ12aの容量を調節することによっても、ウインチWの巻き下げ時の速度の巻き上げ時の速度に対する増大を抑制することができるので、操作性向上効果及び作動油の発熱防止効果が得られる。
By adjusting the capacity of the
なお、本実施形態のコントローラー17aが行う上述の制御は、本発明に係るクレーンの制御方法の一実施形態である。
The above-mentioned control performed by the
[第三実施形態]
本発明の別の実施形態に係るクレーンは、図4に示すように、ウインチWを駆動するウインチ駆動系1bと、ウインチ駆動系1bの出力を制御する制御機構2bとを備える。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 4, the crane according to another embodiment of the present invention includes a
ウインチ駆動系1bは、エンジン11と、このエンジン11によって駆動される油圧ポンプ12と、この油圧ポンプ12から供給される作動油によって動作し、ウインチWを駆動する油圧モーター13bと、この油圧モーター13bに作動油を供給及び排出する流路に設けられるカウンターバランス弁14と、油圧モーター13bに作動油を供給及び排出する流路に設けられる制御弁15とを有する。
The
制御機構2bは、オペレーターが操作する操作レバー16と、巻き上げ時のオペレーターによる操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて油圧モーター13bの容量を調節するコントローラー17bとを有する。ウインチWの速度を確認するため、油圧モーター13bに作動油を供給する流路には、圧力センサー18及び流量センサー19が設けられる。
The
図4のクレーンにおいて、エンジン11、油圧ポンプ12、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19は、図1のクレーンにおけるエンジン11、油圧ポンプ12、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19と同様である。このため、図4のクレーンについて、図1のクレーンと同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
In the crane of FIG. 4, the
<油圧ポンプ>
油圧モーター13bは、容量が可変である。この油圧モーター13bとしては、例えば斜板式アキシャルプランジャー型可変容量モーターを挙げることができる。斜板式アキシャルプランジャー型可変容量モーターでは、斜板の傾転角度を変更することにより、プランジャーのストロークが変化して容量(作動油流量に対する出力回転数)が増減する。
<Hydraulic pump>
The
油圧モーター13bは、容量を変更するためのアクチュエーターを有し、外部信号によってアクチュエーターのポジションを指定して容量を設定することができる構成であることが好ましい。
It is preferable that the
<コントローラー>
コントローラー17bは、操作レバー16の出力信号に応じて制御弁15にその開度を指定する信号を入力するとともに、巻き上げ時のウインチWの速度と操作レバー16の操作量とに基づいて巻き下げ時の油圧モーター13bの容量を変更するよう構成される。詳しくは、コントローラー17bは、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度が小さい程、巻き下げ時の油圧モーター13bの容量を大きくする。
<Controller>
The
具体的には、コントローラー17bは、予め定められる参照テーブルを参照して、巻き上げ時のウインチWの速度に応じた油圧モーター13bの容量を選択し、油圧モーター13bの容量調節用アクチュエーターのポジションを指定する信号を出力するよう構成することができる。
Specifically, the
このように、油圧モーター13bの容量を調節することによっても、ウインチWの巻き下げ時の速度の巻き上げ時の速度に対する増大を抑制することができるので、操作性向上効果及び作動油の発熱防止効果が得られる。
By adjusting the capacity of the
なお、本実施形態のコントローラー17bが行う上述の制御は、本発明に係るクレーンの制御方法の一実施形態である。
The above-mentioned control performed by the
[第四実施形態]
本発明の別の実施形態に係るクレーンは、図5に示すように、ウインチWを駆動するウインチ駆動系1と、ウインチ駆動系1の出力を制御する制御機構2cとを備える。
[Fourth Embodiment]
As shown in FIG. 5, the crane according to another embodiment of the present invention includes a
ウインチ駆動系1は、エンジン11と、このエンジン11によって駆動される油圧ポンプ12と、この油圧ポンプ12から供給される作動油によって動作し、ウインチWを駆動する油圧モーター13と、この油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられるカウンターバランス弁14と、油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられる制御弁15とを有する。
The
制御機構2cは、オペレーターが操作する操作レバー16と、オペレーターによる操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて操作レバー16の操作量と制御弁15の開度との対応関係を調節するコントローラー17cとを有する。ウインチWの速度を確認するため、油圧モーター13に作動油を供給する流路には、圧力センサー18及び流量センサー19が設けられる。
The
図5のクレーンにおいて、エンジン11、油圧ポンプ12、油圧モーター13、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19は、図1のクレーンにおけるエンジン11、油圧ポンプ12、油圧モーター13、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19と同様である。このため、図5のクレーンについて、図1のクレーンと同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
In the crane of FIG. 5, the
<コントローラー>
コントローラー17cは、操作レバー16の出力信号に応じて制御弁15にその開度を指定する信号を入力するとともに、巻き上げ時のオペレーターによる操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度が小さい程、巻き下げ時に操作レバー16の操作量に対する制御弁15の開度が小さくなるようの制御弁15に対する出力信号レベルを調整するよう構成される。
<Controller>
The
コントローラー17cは、操作レバー16の操作量と制御弁15に対する出力信号レベルとの関係を示す参照テーブルを記憶してもよい。この場合、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に対応する複数の参照テーブルを記憶し、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて適用する参照テーブルを選択することによって、制御弁15に対する出力信号レベルを調整してもよい。
The
このように、操作レバー16の操作量に対する制御弁15の開度を調節することによっても、オペレーターが体感するウインチWの巻き下げ時の速度の巻き上げ時の速度に対する増大を抑制することができるので、操作性を向上することができる。
In this way, by adjusting the opening degree of the
なお、本実施形態のコントローラー17cが行う上述の制御は、本発明に係るクレーンの制御方法の一実施形態である。
The above-mentioned control performed by the
[第五実施形態]
本発明の別の実施形態に係るクレーンは、図6に示すように、ウインチWを駆動するウインチ駆動系1と、ウインチ駆動系1の出力を制御する制御機構2dとを備える。
[Fifth Embodiment]
As shown in FIG. 6, the crane according to another embodiment of the present invention includes a
ウインチ駆動系1は、エンジン11と、このエンジン11によって駆動される油圧ポンプ12と、この油圧ポンプ12から供給される作動油によって動作し、ウインチWを駆動する油圧モーター13と、この油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられるカウンターバランス弁14と、油圧モーター13に作動油を供給及び排出する流路に設けられる制御弁15とを有する。
The
制御機構2dは、オペレーターが操作する操作レバー16と、巻き上げ時のオペレーターによる操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度に応じて油圧ポンプ12dの容量を調節するコントローラー17dとを有する。ウインチWの速度を確認するため、巻き上げ時に油圧モーター13に作動油を供給する流路には、圧力センサー18及び流量センサー19が設けられる。また、巻き下げ時に油圧モーター13に作動油を供給する流路には、制御弁15から油圧モーター13への作動油の供給圧力を検出する第2圧力センサー20が設けられる。
The
図6のクレーンにおいて、エンジン11、油圧ポンプ12、油圧モーター13、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19は、図1のクレーンにおけるエンジン11、油圧ポンプ12、油圧モーター13、カウンターバランス弁14、制御弁15、操作レバー16、圧力センサー18及び流量センサー19と同様である。このため、図6のクレーンについて、図1のクレーンと同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
In the crane of FIG. 6, the
<コントローラー>
コントローラー17dは、操作レバー16の出力信号に応じて制御弁15にその開度を指定する信号を入力するとともに、巻き上げ時のウインチWの速度と操作レバー16の操作量とに基づいて巻き下げ時のエンジン11の回転数を変更するよう構成される。詳しくは、コントローラー17dは、巻き上げ時の操作レバー16の操作量に対するウインチWの速度が小さい程、巻き下げ時のエンジン11の回転数を小さくする。
<Controller>
The
ただし、コントローラー17dは、操作レバー16の操作量が小さい場合には、巻き下げ時のエンジン11の回転数を調節しない。具体的には、巻き下げ時に制御弁15から油圧モーター13に供給される作動油の圧力、つまり第2圧力センサー20の検出値が所定の閾値よりも小さい場合には、操作レバー16の操作量が小さいために制御弁15の開度が小さくなっていると判断することができるので、コントローラー17dがエンジン11の回転数を巻き上げ速度により定められる値に設定しないようにするとよい。
However, the
図7に、コントローラー17dを備える制御機構2によるエンジン11の回転数制御に関する詳細な手順を示す。なお、図7の制御手順は、以下に言及する手順を有する点を除いて、図2の制御手順と同様である。このため、図7の制御手順について、図2の制御手順と重複する説明は省略する。
FIG. 7 shows a detailed procedure for controlling the rotation speed of the
図7の制御は、図2の制御においてレバー操作が巻き上げ方向であった場合に、第2圧力センサー20によって油圧モーター13に供給される作動油の圧力を確認し、作動油の圧力が所定の閾値に満たない場合には、エンジン11の回転数の設定値を記憶している巻き上げ時の速度に応じた回転数に設定する処理を行わない。
In the control of FIG. 7, when the lever operation is in the winding direction in the control of FIG. 2, the pressure of the hydraulic oil supplied to the
本実施形態のクレーンでは、巻き下げ時の操作レバー16の操作量が小さい場合には、熟練のオペレーターが操作レバー16の操作量を十分に小さくして吊り荷の速度を適切に調節できていると考えられるため、コントローラー17dが重畳してウインチ駆動系1の出力を低下させて過度に吊り荷の速度を抑制することを防止できる。
In the crane of the present embodiment, when the operation amount of the operation lever 16 at the time of lowering is small, a skilled operator can sufficiently reduce the operation amount of the operation lever 16 and appropriately adjust the speed of the suspended load. Therefore, it is possible to prevent the
なお、本実施形態のコントローラー17dが行う上述の制御は、本発明に係るクレーンの制御方法の一実施形態である。
The above-mentioned control performed by the
[その他の実施形態]
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[Other embodiments]
The above embodiment does not limit the configuration of the present invention. Therefore, the above-described embodiment can be omitted, replaced or added with components of each part of the above-described embodiment based on the description of the present specification and the common general technical knowledge, and all of them are construed to belong to the scope of the present invention. Should be.
当該クレーン及びクレーンの制御方法において、ウインチの速度は、油圧ポンプを通過する作動油の流量のみで判断してもよく、油圧モーター又はウインチの回転を検出するエンコーダー等によって検出してもよい。 In the crane and the control method of the crane, the speed of the winch may be determined only by the flow rate of the hydraulic oil passing through the hydraulic pump, or may be detected by a hydraulic motor, an encoder that detects the rotation of the winch, or the like.
当該クレーン及びクレーンの制御方法において、ウインチ駆動系の出力の調節は、上述のエンジン、油圧ポンプ、油圧モーター及び制御弁以外の構成要素によって調節してもよく、複数の構成要素によって調節してもよい。 In the crane and the control method of the crane, the adjustment of the output of the winch drive system may be adjusted by components other than the above-mentioned engine, hydraulic pump, hydraulic motor and control valve, or may be adjusted by a plurality of components. good.
当該クレーンは、本発明に係る制御機構に加えて、ウインチ駆動系の出力を調節する従来の制御手段、例えば油圧モーターに供給される作動油の圧力に応じて油圧モーターの容量を変化させる制御手段等を備えてもよい。本発明に係る制御機構は、従来の制御手段に重畳してウインチ駆動系の出力を調節するよう構成することができる。この場合、当該クレーンは、理論上重畳された出力が実際に可能な出力範囲を超え、出力が頭打ち又は底打ちとなるよう構成されてもよい。 In addition to the control mechanism according to the present invention, the crane is a conventional control means for adjusting the output of a winch drive system, for example, a control means for changing the capacity of a hydraulic motor according to the pressure of hydraulic oil supplied to the hydraulic motor. Etc. may be provided. The control mechanism according to the present invention can be configured to superimpose on the conventional control means to adjust the output of the winch drive system. In this case, the crane may be configured such that the theoretically superimposed output exceeds the actually possible output range and the output peaks or bottoms out.
当該クレーン及びクレーンの制御方法において、オペレーターの操作量が小さいと判断される場合にウインチ駆動系の出力を調節しないようにする制御は、エンジン以外の構成要素によりウインチ駆動系の出力を調節する場合にも適用することができる。 In the crane and the crane control method, the control for not adjusting the output of the winch drive system when it is judged that the operation amount of the operator is small is the case where the output of the winch drive system is adjusted by a component other than the engine. Can also be applied to.
本発明は、油圧式クレーンに広く利用することができる。 The present invention can be widely used in hydraulic cranes.
1,1a,1b ウインチ駆動系
2,2a,2b,2c,2d 制御機構
11 エンジン
12,12a 油圧ポンプ
13,13b 油圧モーター
14 カウンターバランス弁
15 制御弁
16 操作レバー
17,17a,17b,17c コントローラー
18 圧力センサー
19 流量センサー
20 第2圧力センサー
W ウインチ
1,1a, 1b
Claims (10)
巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に応じて巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を調節する制御機構を備えることを特徴とするクレーン。 It is provided in an engine, a hydraulic pump driven by this engine, a hydraulic motor operated by hydraulic oil supplied from this hydraulic pump to drive a winch, and a flow path for supplying and discharging hydraulic oil to this hydraulic motor. A crane equipped with a winch drive system having a counterbalance valve and a control valve provided in a flow path for supplying and discharging hydraulic oil to the hydraulic motor and whose opening degree is changed according to an operator's operation amount.
A crane comprising a control mechanism for adjusting the output of the winch drive system at the time of winding according to the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of winding.
巻き上げ時の上記オペレーターの操作量に対する上記ウインチの速度に応じて巻き下げ時の上記ウインチ駆動系の出力を調節することを特徴とするクレーンの制御方法。 It is provided in an engine, a hydraulic pump driven by this engine, a hydraulic motor operated by hydraulic oil supplied from this hydraulic pump to drive a winch, and a flow path for supplying and discharging hydraulic oil to this hydraulic motor. A control method for a crane equipped with a winch drive system having a counterbalance valve and a control valve provided in a flow path for supplying and discharging hydraulic oil to the hydraulic motor and whose opening degree is changed according to an operator's operation amount. There,
A crane control method comprising adjusting the output of the winch drive system at the time of winding according to the speed of the winch with respect to the operation amount of the operator at the time of winding.
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